Arduino ile NTC Sıcaklık Ölçümü

Amaç

Bu uygulamanın amacı, NTC (Negative Temperature Coefficient) termistör kullanarak ortam sıcaklığını Arduino UNO ile ölçmek ve sıcaklık belirlenen değerin üzerine çıktığında bir LED’i yakarak uyarı vermektir.

NTC Sensörü Nedir?

NTC (Negative Temperature Coefficient), sıcaklık arttıkça direnci azalan özel bir direnç çeşididir. Ortam sıcaklığındaki değişime bağlı olarak direnç değeri değiştiği için elektronik devrelerde sıcaklık sensörü olarak kullanılır.

NTC bir pasif sensördür; kendi başına sinyal üretmez, bir gerilim bölücü devresi içinde kullanılarak analog gerilim değişimi oluşturur.

Çalışma Prensibi

NTC termistörün çalışma mantığı oldukça basittir.

• Sıcaklık arttığında direnci azalır.
• Sıcaklık düştüğünde direnci artar.

Arduino’nun analog girişine bağlanan NTC, sabit bir direnç ile birlikte gerilim bölücü oluşturur. Arduino bu gerilimi analog olarak ölçer ve yazılım yardımıyla sıcaklık değerine dönüştürür.

Gerekli Malzemeler

Malzeme	Adet
Arduino UNO	1
Breadboard	1
10 kΩ NTC Termistör	1
10 kΩ Direnç	2
LED	1
220–330 Ω LED Direnci	1
Jumper Kablo	Yeterli kadar
USB Kablosu	1

Devre Bağlantıları

NTC Devresi

NTC ile 10 kΩ direnç seri bağlanarak bir gerilim bölücü oluşturulur.

Arduino	Bağlantı
5V	NTC
A0	NTC ve direnç birleşim noktası
GND	10 kΩ direnç

LED Bağlantısı

Arduino	Eleman
D2	LED (+)
GND	LED (-) (220–330 Ω direnç üzerinden)

Devrenin Çalışması

1. Arduino sürekli olarak A0 pininden analog veri okur.
2. Analog değer NTC’nin direncine bağlı olarak değişir.
3. Program, Steinhart-Hart denklemini kullanarak sıcaklığı hesaplar.
4. Hesaplanan sıcaklık Seri Monitör ekranında gösterilir.
5. Sıcaklık 30 °C’nin üzerine çıktığında LED yanar.
6. Sıcaklık tekrar 30 °C’nin altına düştüğünde LED söner.

Arduino Programının Açıklaması

Programın başında;

#define led 2

ifadesi ile LED’in bağlı olduğu pin tanımlanmıştır.

setup() fonksiyonunda;

• Seri haberleşme 9600 baud hızında başlatılır.
• LED pini çıkış olarak ayarlanır.

Program içerisinde bulunan

double Termistor(int analogOkuma)

fonksiyonu;

• Analog değeri NTC direncine dönüştürür.
• Steinhart-Hart denklemini kullanarak sıcaklığı hesaplar.
• Kelvin cinsinden bulunan değeri Santigrat dereceye (°C) çevirir.

loop() fonksiyonunda ise;

• Analog giriş okunur.
• Sıcaklık hesaplanır.
• Seri Monitöre yazdırılır.
• Sıcaklık 30 °C’nin üzerindeyse LED yakılır.
• Değilse LED söndürülür.
• Ölçüm her 250 ms’de bir tekrarlanır.

Steinhart-Hart Denklemi

Programda sıcaklık hesaplaması aşağıdaki bağıntıya göre yapılmaktadır.$$T=\frac{1}{A+B\ln(R)+C(\ln(R))^3}$$T=A+Bln(R)+C(ln(R))31​

Burada;

• T → Kelvin cinsinden sıcaklık
• R → NTC direnci
• A, B, C → Termistöre ait sabit katsayılardır.

Sonuç daha sonra;$$^\circ C = K – 273.15$$∘C=K−273.15

formülü ile Santigrat dereceye çevrilmektedir.

Seri Monitör Çıktısı

Örnek ölçüm değerleri:

24.8
25.0
25.1
25.3
25.6
26.0
28.4
30.2
31.0

30 °C’nin üzerine çıkıldığında LED yanacaktır.

NTC’nin Avantajları

• Düşük maliyetlidir.
• Küçük boyutludur.
• Hassas sıcaklık ölçümü yapabilir.
• Arduino ile kullanımı kolaydır.
• Düşük güç tüketir.
• Hızlı tepki verir.

Kullanım Alanları

• Dijital termometreler
• Klima sistemleri
• Kombiler
• Beyaz eşyalar
• Akü şarj cihazları
• Batarya sıcaklık kontrolü
• Bilgisayar fan kontrolü
• Endüstriyel otomasyon
• Elektronik kart koruma devreleri
• Sıcaklık kontrollü fan sistemleri

Olası Hatalar ve Çözümleri

Sorun	Olası Neden	Çözüm
Sürekli aynı sıcaklık değeri okunuyor	NTC bağlantısı hatalı	Gerilim bölücü bağlantısını kontrol edin.
-273 °C veya çok yüksek değer gösteriyor	Analog giriş bağlantısı kopuk	A0 bağlantısını kontrol edin.
LED yanmıyor	LED ters bağlanmış veya direnç eksik	LED polaritesini ve direnci kontrol edin.
Ölçümler kararsız	Temassızlık veya elektriksel parazit	Bağlantıları sağlamlaştırın ve kısa kablo kullanın.
Gerçek sıcaklıktan sapma var	NTC katsayıları farklı	Kullanılan termistöre uygun Steinhart-Hart katsayılarını kullanın.

Sonuç

Bu uygulamada Arduino UNO ve 10 kΩ NTC termistör kullanılarak ortam sıcaklığı başarıyla ölçülmüştür. NTC’nin sıcaklığa bağlı olarak değişen direnç değeri, gerilim bölücü devresi ve Steinhart-Hart denklemi yardımıyla sıcaklık bilgisine dönüştürülmüş, elde edilen değerler Seri Monitör üzerinden izlenmiştir. Programda belirlenen 30 °C eşik değeri aşıldığında LED’in yanması sağlanarak basit bir sıcaklık uyarı sistemi oluşturulmuştur. Bu uygulama sayesinde analog sensör kullanımı, sıcaklık ölçümü, Arduino programlama ve koşullu kontrol yapıları uygulamalı olarak öğrenilmektedir.